应用型地方本科院校物联网工程专业课程体系探索

引 言

物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。物联网工程专业面向新一代信息技术发展的前沿， 具有学科交叉、基础雄厚、产学研用结合紧密、系统工程能力突出的工程化特色，既强调基本理论和基础知识，也注重锻炼实践和创新能力，同时注意新技术和新应用的学习。物联网工程专业具有理论与实践相结合的特征。

榆林学院是一所地方本科院校，多年来学校坚持培养应用型人才。2013 年 9 月，榆林学院迎来第一批物联网工程专业本科生。如何借鉴已有的成功经验，完善人才培养模式、合理设置课程体系、培养适应社会需求的合格应用型人才，成为榆林学院迫切需要解决的问题。

1 覆盖物联网技术各层面，完整课程体系设置

物联网（Internet of Things，IoT）是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯， 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网架构分为三个层次，即感知层、网络层和应用层。感知层主要是利用物联入网感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据，利用最多的是 RFID、传感器、摄像头和 GPS 等技术， 感知层的目标是利用上述诸多技术形成对客观世界的全面感知。信息获取和信息短距离传输是其主要功能。网络层是一个庞大的网络体系，用于整合和运行整个物联网，主要承担着数据传输功能，涉及的技术主要有通信技术和计算机网络技术等。应用层形成了类似于人类社会的物联网“分工”，每行每业都需要进行各自的物联网建设，以不同的应用目的完成各自的“分工”。物联网应用层解决的是信息处理和人机交互问题，主要涉及软件开发和大数据处理等方面。

为了使学生建立物联网的概念，专业课程体系设置需要涵盖物联网技术的各个方面，同时作为开设在信息工程学院的物联网工程专业，必然要倚靠原有的计算机科学与技术类专业，即课程设置侧重于物联网的应用层技术。课程体系设置包括学科基础，专业基础和专业核心课程三大模块，如图 1 所示。

专业核心模块部分的课程设置需涵盖物联网技术的三个层次，在感知层涉及到的主要课程有传感器与检测原理， RFID 原理与应用；网络层涉及到的主要课程有通信原理，计算机网络，无线传感器网络等 ；在应用层涉及到的主要技术有数据库技术，中间件技术，以及编程技术等。通过这三个层次课程的学习，学生不仅会对物联网有一个全面的认知，还会对各层面相应的技术有所掌握，为从事物联网相关领域工作打好基础。

2 强化实践实验类课程设置，重视应用型人才培养

实践是创新的源泉，创新离不开实践。地方本科院校须突出学生应用能力的培养，课程设置应加强实验/ 实践环节的内容。理论教学是基础，对物联网的体系结构、关键技术和相关领域的典型应用形成完整的阐述，实验教学作为理论课程的延伸，是由抽象到具体的过程，实验环节的设置按照物联网的体系结构，完成由下而上的知识获取和验证。理论教学、实验教学、案例教学和各个实践环节相结合，增加课程的实用性，为应用型人才的培养奠定基础。

物联网工程专业各学年实践教学安排如图 2 所示。第一学年的实践类课程主要有物理实验、电路电子类课程以及基础程序设计语言的上机 ；第二学年的实践类课程有 RFID、传感器、通信原理、数据结构等课程，从感知层到应用层加强学生的认知与实践能力；第三学年的实践类课程有计算机网络、嵌入式、物联网数据处理等一些综合性较强的课程设计， 重在培养学生的动手能力；最后一学年完成物联网系统综合设计和毕业论文。通过逐步加强加深的实践类课程安排，循序渐进地增强学生创新能力的培养。实践环节的设置由浅入深，由简单到复杂，层层递进，从电子电路设计到单片机系统设计再到嵌入式系统设计，一步步培养学生的设计能力和工程实践能力。

3 探索教学模式，突出创新人才培养体系 

物联网技术涉及的知识点众多，若直接进行理论授课， 学生必然觉得枯燥和抽象，但实际生活中物联网的应用无处不在，因此在教学时可以先引起学生的兴趣，让其明白所学可以如何用。在课程的安排上首先是导论和浸入式体验的认识实践，通过物联网的综合案例导入，然后才是相关专业课的学习和实验。物联网专业课程的授课可以采用案例驱动式教学， 通过各种应用视频或者教师的案例讲解，充分调动学生的积极性，将晦涩的理论知识形象生动的展示出其应用，之后再来阐述具体理论。这样，不仅学生学起来有热情，容易理解， 教师的授课也会达到事半功倍的效果。另外，实践教学一定要辅助理论教学，实践环节不能脱离理论仅仅做动手能力的培养，更应该将理论知识形象化，通过实践教学回顾和巩固理论知识并融会贯通，达到理论教学与实践教学相辅相成缺一不可的效果。

4 结 语

物联网专业作为新兴专业，培养方案和课程体系的设置仍在不断的探索和研究中，但其课程设置应当注意以下几点： 一是融合，课程设置不仅仅是传感技术、计算机技术、网络技术和信息控制技术等专业核心课程的简单拼凑，更应该体现物联网的先进技术和综合应用；二是应用性，课程体系设置应突出实用性，理论是基础，应用是目的。强调实践环节，以增强学生的实践动手能力和创新能力为宗旨，突出重点，强调实用。